УЧАСТИЕ ДЛИННЫХ НЕКОДИРУЮЩИХ РНК (lncRNA) В ФОРМИРОВАНИИ ГИПЕРТРОФИИ МИО-КАРДА ПРИ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Дроздовская С. Б., Полищук А. А.

ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ

Научная статья.

Недавно был найден новый класс РНК – длинные некодирующие РНК (lncRNA), связанные с широким рядом биологических процессов в ответ на физическую нагрузку, которые могут действовать на разных ступенях генной экспрессии. Ряд авторов продемонстрировали в опытах важную роль lncRNA в нормальном развитии сердца и при возникновении сердечных заболеваний, в частности показано, что некоторые длинные некодирующие РНК могут выступать факторами сердечной гипертрофии. С целью ис-следования роли некодирующих РНК в молекулярно-генетических механизмах адаптационных и патологи-ческих процессов в миокарде при длительных интенсивных физических нагрузках и обоснования возмож-ности создания метода оценки предрасположенности к развитию патологических и предпатологических состояний сердца у спортсменов был проведен мета-анализ литературных источников. Установлено, что предрасположенность к развитию гипертрофии миокарда под влиянием интенсивных физических нагрузок является генетически детерминированной и зависит от уровня экспрессии lncRNAs. Выявлено, что к важ-ным и наиболее изученным lncRNA, влияющим на развитие миокарда в процессе онтогенеза и адаптации к стрессовым факторам, в том числе и к физическим нагрузкам, относятся: MIAT, NRON, MHRT, LIPCAR, CHRF, Chaer, ROR, H19, CHAST. Исследование полиморфизмов генов этих lncRNAs и уровня экспрессии их в ответ на физические нагрузки позволяют раскрыть новые аспекты механизма регуляции адаптационного отве-та сердечно-сосудистой системы на физические нагрузки. Экспрессия генов некодирующих РНК является потенциальным информационным маркером течения адаптационных процессов к физическим нагрузкам.

длинные некодирующие РНК, гипертрофия миокарда, спортивное сердце, физиче-ские нагрузки

1. Bezuhla V.V. Kardiomiopatiya vnaslidok fizychnoho perevantazhennya / V.V. Bezuhla // Zhurnal klinichnykh ta eksperymental’nykh
medychnykh doslidzhen’. – 2016. – 4 (2). – S. 226-236.
2. Belocerkovskij Z.B. Serdechnaja dejatel’nost’ i funkcional’naja podgotovlennost’ u sportsmenov (norma i atipichnye izmenenija
v normal’nyh i izmenennyh uslovijah adaptacii k fizicheskim nagruzkam) / Z.B. Belocerkovskij, B.G. Ljubina. – M.: Sovetskij sport,
2012. – S. 548.
3. Gavrilova E.A. Stressornaja kardimiopatija u sportsmenov / E.A. Gavrilova // European researcher. – 2012. – T. 22, № 6-2. –
S. 961-963.
4. Mihajljuk E.L. Sovremennye vzgljady na diagnostiku metabolicheskoj kardiomiopatii vsledstvie hronicheskogo fizicheskogo
perenaprjazhenija organizma sportsmenov / E.L. Mihajljuk, V.V. Syvolap // Sportivnaja medicina. – 2014. – № 1. – S. 3-12.
5. Anderson D.M. A micropeptide encoded by a putative long noncoding RNA regulates muscle performance / D.M. Anderson,
K.M. Anderson, C.L. Chang [et al.]// Cell.– 2015. – V. 160, 4. – P. 595-606.
6. Andrews S.J. Emerging evidence for functional peptides encoded by short open reading frames / S.J. Andrews, J.A. Rothnagel //
Nat Rev Genet. – 2014. – V. 15. – P. 193-204.
7. Bazzini A.A. Identification of small ORFs in vertebrates using ribosome footprinting and evolutionary conservation / A.A. Bazzini,
T.G. Johnstone, R. Christiano, S.D. Mackowiak, B. Obermayer, E.S. Fleming, C.E. Vejnar, M.T. Lee, N. Rajewsky, T.C. Walther [et
al.] // EMBO J. – 2014. – V. 3, № 9. – P. 981-93.
8. Care A. Microrna-133 controls cardiac hypertrophy / A. Care, D. Catalucci, F. Felicetti, D. Bonci, A. Addario, P. Gallo, M.-L. Bang,
P. Segnalini, Y. Gu, N.D. Dalton // Nat Med. –2007. – V. 13. – P. 613-618.
9. Chen J-F. The role of microrna-1 and microrna-133 in skeletal muscle proliferation and differentiation / J.-F. Chen, E.M. Mandel,
J.M. Thomson, Q. Wu, T.E. Callis, S.M. Hammond, F.L. Conlon, D.-Z. Wang // Nat Genet. – 2005. – V. 38. – P. 228-233.
10. De Gonzalo-Calvo D. Circulating long-non coding RNAs as biomarkers of left ventricular diastolic function and remodelling in
patients with well-controlled type 2 diabetes / D. De Gonzalo-Calvo, F. Kenneweg, C. Bang [et al.] // Scientific Reports. –2016.
– V. 6. –37354. – doi:10.1038/srep37354.
11. Devereux R.B. Impact of diabetes on cardiac structure and function: the strong heart study / R.B. Devereux, M.J. Roman,
M. Paranicas, M.J. O’Grady, E.T. Lee [et al.] // Circulation. –2000. – V. 101. – P. 2271-2276.
12. Frank S. A lncRNA Perspective into (Re)Building the Heart / S. Frank, A. Aguirre, J. Hescheler, L. Kurian // Frontiers in Cell and
Developmental Biology. – 2016. – V. 4, № 128. –doi:10.3389/fcell.2016.00128.
13. Gong C. A long non-coding RNA, LncMyoD, regulates skeletal muscle differentiation by blocking IMP2-mediated mRNA translation
/ C. Gong, Z. Li, K. Ramanujan [et al.] // Dev Cell. – 2015. – № 34 (2). – Р. 181-191.
14. Guttman M. Modular regulatory principles of large non-coding RNAs / M. Guttman, J.L. Rinn // Nature. –2012. –V. 482, № 7385.
–P. 339-346.
15. Hun P. A long noncoding RNA protects the heart from pathological hypertrophy / P. Hun, W. Li, C-H. Lin, J. Yang, C. Shang [et al.]
// Nature. – 2014. – 514. – P. 102-106.
16. Jiang F. Long non-coding RNA-ROR mediates the reprogramming in cardiac hypertropy / F. Jiang, X. Zhou, J. Huang // Plos One.
– 2016. – V. 11. – e152767.

17. Jing Z. Chronic cerebral hypoperfusion induces vascular plasticity and hemodynamics but also neuronal degeneration and
cognitive impairment / Z. Jing, C. Shi, L. Zhu [et al.] // J Cereb Blood Flow Metab. – 2015. – V. 35. – P. 1249-1259.
18. Kumarswamy R. Circulating long noncoding RNA, LIPCAR, predicts survival in patients with heart failure / R. Kumarswamy [et al.]
// Circ Res. – 2014. – 114. – Р. 1569-1575.
19. Lee J.H. Analysis of transcriptome complexity through RNA sequencing in normal and failing murine hearts / J.H. Lee, C. Gao,
G. Peng, C. Greer, S. Ren [et al.] // Circ. Res. – 2011. – V. 109. – P. 1332-1341.
20. Liu L. The H19 long noncoding RNA is a novel negative regulator of cardiomyocyte hypertrophy / L. Liu, X. An, Z. Li, Y. Song, L. Li //
Cardiovasc. Res. – 2016. –V. 111. – P. 56-65.
21. Liu N. Microrna regulatory networks in cardiovascular development / N. Liu, E.N. Olson // Dev Cell. – 2010. – V. 18. – P. 510-525.
22. Liu X. Mir-222 is necessary for exercise-induced cardiac growth and protects against pathological cardiac remodeling / X. Liu,
J. Xiao, H. Zhu, X. Wei, C. Platt, F. Damilano, C. Xiao, V. Bezzerides, P. Bostrom, L. Che, C. Zhang, B.M. Spiegelman, A. Rosenzweig
// Cell Metab. –2015. – V. 21. – P. 584-595.
23. Lu L. Genome-wide survey by ChIPseq reveals YY1 regulation of lincRNAs in skeletal myogenesis / L. Lu, K. Sun, X. Chen [et al.] //
EMBO Journal. – 2013. – V. 32, № 19. – P. 2575-2588.
24. Marchese F.P. The multidimensional mechanisms of long noncoding RNA function / F.P. Marchese, I. Raimondi, M. Huarte //
Genome Biology. – 2017. –V. 18, 206. – P. 1-13.
25. Matkovich S.J. Epigenetic coordination of embryonic heart transcription by dynamically regulated long noncoding RNAs /
S.J. Matkovich, J.R. Edwards, T.C. Grossenheider, C. de Guzman Strong, G.W. Dorn // Proc Natl AcadSci USA. – 2014. – V. 111.
– P. 12264-12269.
26. Melo S.F. Resistance training regulates cardiac function through modulation of mirna-214 / S.F. Melo, V.G. Barauna, M.A. Junior,
L.H. Bozi, L.R. Drummond, A.J. Natali, E.M. de Oliveira // Int J Mol Sci. – 2015. – V. 16. – P. 6855-6867.
27. Mousavi K. eRNAs promote transcription by establishing chromatin accessibility at defined mgenomic loci / K. Mousavi, H. Zare,
S. Dell’Orso [et al.] // Molecular Cell. –2013. – V. 51, № 5. –P. 606-617.
28. Mueller C. MUNC: a lncRNA that induces the expression of pro-myogenic genes in skeletal myogenesis / C. Mueller,
M.A. Cichewicz, B.K. Dey [et al.] // Molecular and Cellular Biology. – 2014. –doi:10.1128/MCB.01079-14.
29. Nie M. Noncoding RNAs, emerging regulators of skeletal muscle development and diseases / M. Nie, Z-L. Deng, J. Liu, D-Z. Wang
// BioMed Research International. – 2015. – http://dx.doi.org/10.1155/2015/676575.
30. Ottaviani L. Non-coding RNA in cardiac hypertrophy / L. Ottaviani, C. Martins // J. Physiol. –2017. – V. 595. –P. 4037-4050.
31. Shen Sh. Long non-coding RNAs in cardiac remodeling / Sh. Shen, H. Jiang, Y. Bei, J. Xiao, X. Li // Cellular physiology and
biochemistry. – 2017. – V. 41. – P. 1830-1837.
32. Soci U. Micrornas 29 are involved in the improvement of ventricular compliance promoted by aerobic exercise training in rats /
U.P. Soci, T. Fernandes, N.Y. Hashimoto, G.F. Mota, M.A. Amadeu, K.T. Rosa, M.C. Irigoyen, M.I. Phillips, E.M. Oliveira // Physiol
Genomics. –2011. – V. 43. – P. 665-673.
33. Scheele C. The human PINK1 locus is regulated in vivo by a non-coding natural antisense RNA during modulation of mitochondrial
function / C. Scheele, N. Petrovic, M.A. Faghihi // BMC Genomics. –2007. – V. 8, № 74. –doi:10.1186/1471-2164-8-74.
34. Timmons J.A. Molecular studies of exercise, skeletal muscle, and ageing / J.A. Timmons, I.J. Gallagher // F1000Research. –
2016. –V. 5. –P. 2-9. http://dx.doi.org/10.12688/f1000research.8255.1.
35. Tripathi V. The nuclear-retained noncoding RNA MALAT1 regulates alternative splicing by modulating SR splicing factor
phosphorylation / V. Tripathi, J.D. Ellis, Z. Shen, D.Y. Song, Q. Pan [et al.] // Mol. Cell. –2010. – V. 39. – P. 925-938.
36. Viereck J. Long noncoding RNA Chast promotes cardiac remodeling / J. Viereck, R. Kumarswamy, A. Foinquinos, K. Xiao [et al.] //
Sci Transl Med. – 2016. – V. 8, № 326. –P. 326ra22. – DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf1475.
37. Wang K. The Long Noncoding RNA CHRF Regulates Cardiac Hypertrophy by Targeting miR-489 / Kun Wang, Fang Liu, Lu-Yu Zhou,
Bo Long, Shu-Min Yuan, Yin Wang, Cui-Yun Liu Teng Sun, Xiao-Jie Zhang, Pei-Feng Li // Circ Res. – 2014. – 114. – Р. 1377-1388.
38. Wang Z. The long noncoding RNA Chaer defines an epigenetic checkpoint in cardiac hypertrophy / Z. Wang, X.J. Zhang, Y.X. Ji //
Nat. Med. –2016. – V. 22. – P. 1131-1139.
39. Xuan L. Circulating long non-coding RNAs NRON and MHRT as novel predictive biomarkers of heart failure / L. Xuan, L. Sun,
Y. Zhang, Y. Huang, Y. Hou [et al.] // J. Cell. Mol. Med. – 2017. –V. 21, № 9. – P. 1803-1814.
40. Zhang J.Long Noncoding RNA MHRT Protects Cardiomyocytes against H
2O2
-Induced Apoptosis /J. Zhang,C. Gao, M. Meng,
H. Tang // Biomol Ther (Seoul). –2016. – V. 24 (1). – P. 19-24. PMCID: PMC4703348; doi: 10.4062/biomolther.2015.066.
41. Zhu J.G. Long Noncoding RNAs Expression Profile of the Developing Mouse Heart / J.G. Zhu, Y.H. Shen, H.L. Liu, M. Liu, Y.Q. Shen
[et al.] // Journal of Cellular Biochemistry. –2013. –DOI 10.1002/jcb.24733.
42. Zhu X. LncRNA MIAT enhances cardiac hypertrophy partly through sponging miR-150 / X. Zhu, Y.X. Yuan, S.L. Rao, P. Wang // Eur.
Rev. Pharmacol Sci. –2016. – V. 20. – P. 3653-3660.
43. www.noncode.org.
44. https://www.gencodegenes.org/releases/current.html.

«Вестник проблем биологии и медицины» Выпуск 4 Том 3 (141), 2017 год, 38-43 страницы, код УДК 796.015.6:612.1+575.113.1

10.29254/2077–4214–2017–4–3–141–38-43